计算机网络复习要点

计算机网络复习要点一、计算机网络1 为什么要学习计算机网络 Business Applications：资源共享（资源包括硬件、软件、信息）、通信手段（电子邮件、视频会议、协同工作）、电子商务（B2B、B2C） Home Applications：远程信息访问（访问Web站点、在线图书馆）、通信（电子邮件、聊天室、新闻组）、交互式娱乐（视频点播、网上游戏）、电子商务（网上购物、网上银行） Mobile Users：无线网络移动上网、移动商务、可穿戴计算机、智能物质. Social Issues：Newsgroups and BBS、Employee rights vs employer rights、Government vs citizen、Hacker and criminal、Copyright protection2 因特网的物理结构Residential access：Modem、DSL、Cable modem、WirelessCampus access：Ethernet、FDDI、Wireless3因特网的标准化工作国际标准化：1）ISO的OSI RM、2）IEEE的802局域网标准、ITU-T的三个系列标准：V系列，用于电报和电话网（PSTN）上的数据传输。X系列，用于公用数据网（PDN）上的数据传输。I系列，用于综合业务数字网（ISDN）上的数据传输。3）ANSI（American National Standards Institute）4）EIA/TIA（Electronic Industry Association/Telecommunications Industry Association）由IAB负责监督整个Internet网路技术的发展与规划，其下设有两个指导团体IESG与IRSG，这两个指导团体各领导自己附属的特别小组，由IETF负责短期工程，IRTF负责长期研发。4网络的分类By transmission technology：Broadcast Networks（Broadcasting、Multicasting）Point-to-point NetworksBy scale：5计算机网络的概念定义1：一些互相连接的、自治的计算机的集合。定义2：网络（Network）是由节点集合V=v1, v2, ,vV和边集合E=e1, e2, eE所组成的集合N=V,E摘自曾宪钊网络科学p16协议与协议体系结构协议的定义：计算机网络同等层次中，通信双方进行信息交换时必须遵守的规则。语法：确定数据与控制信息的结构或格式语义：确定协议元素的种类；同步：事件实现顺序的详细说明（Timing），如速度匹配和排序等。协议体系结构的定义：层和协议的集合。为减少协议实现的复杂性，大多数网络都是按层(Layer)或级(Level)的方式来组织的，每一层都建立在它的下层之上。协议分层n 分层可以遵守以下几个主要原则： *每层的功能应是明确的，并且互相独立 *层间接口清晰跨越接口的信息量应尽可能少 *层数适中，七 2优点： 各层之间独立，通过接口服务 灵活性好，只要接口不变，则可以通过技术进步改进实现 结构上可分割开，各层分别可以用最合适的技术实现 易于实现与维护 有利于标准化7OSI参考模型(原则、模型P32、每一层基本功能)OSI开放系统互连分层的原则n 当确实需要区分不同的抽象层次时才建立一层。n 每层应当实现具有明确定义的功能。n 从制定国际标准协议角度出发选择每层的功能。n 各层边界的确定应使层次间的信息交流最少。n 层次的数量要恰到好处，既可用层次区分不同的功能，又不致使体系结构过于庞大。每一层的基本功能：1） 物理层：在物理介质上提供二进制位流的透明传输，即在物理介质上提供数据收发的能力。包括：机械特性、电气特性、功能特性、规程特性。协议数据单元：比特2） 数据链路层：加强物理层传输原始比特流的功能，使其对网络层呈现一条无错的链路。提供的主要服务：数据链路管理、寻址、帧同步（划分帧的边界）、差错控制、流量控制。3） 网络层：提供端到端的数据传输能力，保证源节点产生的数据经过中间节点(网络)的转接能正确送到目的节点。提供的主要服务：网络寻址；路由选择；流量控制和拥塞控制；网络互连；网络审计、计费、跟踪黑客。协议数据单元：分组4）传输层：在七层中间起到承上启下的作用，向高层提供满足上层服务要求的透明数据传输，并提供端到端的控制。提供的主要服务：向上层屏蔽通信子网的具体实现细节；当上层提出的服务要求与通信子网提供的服务有差异时，弥补之间的差异；提供进程级的访问能力。协议数据单元：数据报文是用户可直接访问的一层5）会话层：不参与具体的数据传输，但对数据传输进行管理，在通信的实体间建立和维持会话关系。提供的主要服务：会话的管理、活动的管理、同步的管理6）表示层：解决用户信息的语法表示问题，保证源节点发送的数据在目的节点被正确的理解。提供的主要服务：语法的转换、语法的表示、数据的加密与压缩7）应用层：为应用进程提供访问OSI环境的手段，是功能最丰富、实现最复杂的一层。根据不同用户对网络的不同使用目的，有不同的应用层协议:电子邮件传输协议、远程文件传输协议FTP、虚终端协议8TCP/IP参考模型（模型p36、每一层基本功能）1）互联层：互联层的主要功能是负责将源主机的报文分组发送到目的主机，源主机和目的主机可以在相同或不同的子网中。包括： 1）处理来自传输层的分组发送请求。 2）处理接收的数据包。 3）处理互联的路径选择、流控和拥塞控制。2）传输层：负责应用进程的端到端的通信能力。（提供了TCP、UDP两种传输协议）3）应用层：应用层包括所有上层协议，并不断有新的协议加入。包括： 1）网络终端协议TELNET:用于实现远程登陆功能； 2）文件传输协议FTP:用于实现交互文件传输功能； 3）简单电子邮件传输协议SMTP：用于电子邮件的传输； 4） 域名服务DNS:用于实现域名到IP地址的转换； 5）路由信息协议RIP: 用于网络设备间交换路由信息； 6）网络文件系统NFS:用于网络中不同主机的文件共享； 7）HTTP协议：用于WWW服务。4）主机网络层：主机-网络层负责通过网络发送和接收IP分组。它允许主机在接入网络时使用多种现成的和流行的协议，如局域网协议。不同网络间这些协议可以是不相同的。这体现了TCP/IP协议的兼容性和适应性。三、物理层1常用传输媒体的技术参数和特征2信道的最高码元传输速率奈奎斯特(Nyquist)公式奈氏码元：一个离散信号（电平）状态或信号事件。信道的码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。单位为：码元/秒，称为：波特（Baud）。信道最大数据传输率Nyquist 公式（用于理想低通信道）C=2W log2 M C =传输率，单位b/s或bpsW =带宽，单位HzM =信号电平级数此公式说明数据传输率C随信号编码级数增加而增加。信道的极限信息传输速率香农(Shannon)公式香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。信道的极限信息传输速率 C 可表达为：C = W log2(1+S/N) b/s W =信道的带宽（以 Hz 为单位）S =信道内所传信号的平均功率N=信道内部的高斯噪声功率无论采样频率多高，信号编码分多少级，此公式给出了信道能达到的最高传输速率。原因：噪声的存在将使编码级数不可能无限增加。3多路复用的各项技术（频分复用、波分复用、时分复用、*码分多址相关计算P137）频分复用原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每个用户占用一个频率通道。频率通道之间留有防护频带。波分复用原理：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每个用户占用一个波长范围来进行传输。时分复用原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个通道（时隙） ，每个用户占用一个通道传输数据。 码分多址(CDMA) 在码分多址系统中，各发送端用各不相同的、相互(准)正交的地址码调制其所发送的信号。 在接收端利用码型的(准)正交性，通过地址识别(相关检测)，从混合信号中选出相应的信号实现码分多址的必备条件:实现码分多址的三大关键技